深井精准投点技术：激光测距与空间交会的结合

"本文主要探讨了随着立井深度增加，传统立井投点方法存在的精度问题，并提出了一种结合脉冲-相位式激光测距技术和空间交会技术的新型立井投点系统和方法。该研究关注了立井环境对投点精度的影响，包括温度、气压、湿度和矿尘，并建立了相应的环境改正参数模型。" 新型立井投点设备与方法的研究是当前矿井测量领域的重要课题。随着采矿业的发展，矿井深度不断加深，传统的立井投点技术，如长钢丝投点和激光准直投点，已经无法满足高精度的需求。长钢丝投点在千米以上的距离上误差显著，而激光准直投点则受限于指向距离短、穿透能力弱以及光斑大的问题，同时对环境的适应性较差。 为解决这些问题，研究人员引入了脉冲-相位式激光测距技术和空间交会技术。脉冲-相位式激光测距技术利用激光的脉冲信号和相位信息来精确测量距离，能够提高测量精度，尤其在长距离投点时具有优势。空间交会技术则通过多点观测数据的整合，实现三维空间中的精确定位，这在复杂井下环境中显得尤为重要。 在新型立井投点系统的设计中，研究者特别关注了井下环境对投点精度的影响。例如，温度变化会导致激光信号的传播特性发生变化，因此需要建立温度改正参数模型。根据华北地区矿井的调查，井下温度通常随深度线性上升，可通过公式t=ks+t0进行描述，其中k表示每百米的温度下降量，s是井口到井底的距离，t0是井口以下15m的温度值。 湿度是另一个关键因素，尤其是对于激光传播。随着矿井深度增加，涌水量增大，湿度也会相应增加。研究人员通过涌水量估算井筒湿度，建立湿度模型M=v/(πd²·s)，其中M是井筒内湿度，d是井筒净直径，s是井口到井底的距离，v是井筒内的涌水量。 此外，矿尘的存在也可能干扰激光的传播，因此需要考虑其对光束衰减的影响。研究者可能还需要建立相应的矿尘浓度模型，并结合实际工况进行参数修正，以确保投点系统的精度和稳定性。 通过这种新型的立井投点系统和方法，不仅可以提高投点精度，还能增强系统对恶劣环境的适应性，对于保障深井施工的安全和效率具有重要意义。未来，这种天地一体化的智能测量技术有望成为矿井测量的新标准，推动行业向更高效、更安全的方向发展。